aporte de nutrientes por los alimentos

CALCULO DEL APORTE DE NUTRIENTES POR LOS
ALIMENTOS SEGÚN NRC 2001
José Maiztegui, MV, MSC
Cátedra de Nutrición
Temas:
1.- Cálculo de los valores de energía de los alimentos
2.- Ap orte de proteína por los alimentos.
1.- CALCULO DE LOS VALORES DE ENERGÍA DE LOS ALIMENTOS
El sistema de energía neta se mantiene en el NRC 2001 es igual que ediciones previas.
Los valores energéticos de alimentos y dietas y las necesidades energéticas
(mantenimiento, lactancia, actividad física, gestación y crecimiento) se expresan en
unidades de energía neta de lactación (ENL).
Los valores de ENL de un alimento se obtienen determinando en primer lugar su
contenido en energía digestible a partir de la composición química.
Valor energético de alimentos y dietas
El método para obtener los valores ENL de los alimentos incluye:
1) Estimar la energía digestible de un ingrediente a partir de su composición
química.
2) Calcular un factor de corrección basado en el CMS y en el contenido de TDN de
la dieta a nivel de mantenimiento (TDN1x).
3) Convertir matemáticamente, los valores de energía digestible corregida a energía
metabolizable (EM) y finalmente a ENL.
Esta aproximación es sustancialmente diferente de las ediciones previas en las que la
energía de alimentos y dietas se calculaba directamente a partir de datos de composición
química. Además, este método de cálculo implica que el valor energético de los
alimentos no es constante.
El contenido en nutrientes digestibles en un alimento se calcula a partir de su
composición química, a continuación se multiplica por el calor de combustión del
componente y finalmente se calcula aditivamente la energía digestible del alimento a
nivel de mantenimiento.
Las ecuaciones para la estimación de los valores de energía digestible a nivel de
mantenimiento para la mayor parte de los alimentos se muestran a continuación:
1a – Proteína bruta de forrajes (Dv PBf) = ((PB x e (-0,012 x NIDA/PB) ) x (5,6**/100)
1b – Proteína bruta concentrados (Dv PBc) = ((1–(0,04 x NIDA/PB)) x PB) x (5,6**/100)
2 - Carbohidratos no fibrosos (Dv CNF) = ((0,98 x (100 – ((FND – NIDN) + PB + EE +
+Cenizas))) x PAF) x (4,2**/100)
3a - Acidos grasos (Dv AG) = AG x (9,4**/100)
3b - Extracto etéreo (Dv EE) = (EE – 1) x (9,4**/100)
4 - Fibra neutro detergente (Dv FND) = (0,75 x ((FND –NDIN) – lignina)
x (1 – (lignina/(FND–NDIN))0,667) x (4,2**/100)
ED, Mcal/kg = (1a ó 1b) + (2) + (3a ó 3b) + (4) – 0,3
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*Todos los datos de composición química se expresan como proporción de la materia
seca. Dv= digestibilidad verdadera; NIDA = nitrógeno insoluble en solución ácido
detergente x 6,25; NDIN = nitrógeno insoluble en solución neutro detergente x 6,25;
PAF = factor de corrección por procesado de alimento. **Calor de combustión de los
nutrientes (Mcal/kg).
Las ecuaciones siguientes son utilizadas para convertir ED a nivel de mantenimiento a
ED, EM y ENL a nivel de producción (EDp, EMp y ENLp):
EDp Mcal/kg = ED x factor corrección
EMp Mcal/kg = (1,01 x EDp– 0,45) + (0,0046 x (EE – 3)
ENLp Mcal/kg = (0,703 x EMp– 0,19) + { (0,097 x EMp + 0,19)/0,97] x (EE – 3)}
Estimando TDN del alimento a nivel de mantenimiento - Factor de corrección de la
energía
La digestibilidad y la concentración energética de las dietas disminuye cuando el CMS
aumenta. La corrección estándar aplicada a los valores energéticos en el NRC1989 fue
una reducción de un 4% por cada múltiplo del CMS por encima del mantenimiento.
Casi todas las tablas de alimentos y dietas en el NRC 1989 utilizaban valores
energéticos calculados a un nivel de tres veces (3x) el CMS de mantenimiento, lo que
implicaba una corrección en el valor energético de un 8%.
En el NRC 2001, se aplica una corrección variable a la ED de la dieta en base al TDN1x
y al CMS. La fórmula de cálculo determina de forma aditiva el valor TDN1x.
La ecuación básica para calcular TDN1x es la misma que la indicada anteriormente para
estimar la ED a nivel de mantenimiento, con excepción de que los componentes
nutritivos verdaderamente digestibles no se multiplican por su calor de combustión:
TDN1x(%) = (tdCNF + tdPB + tdEE + tdFND) – 7
tdCNF = digestibilidad verdadera de carbohidratos no fibrosos
tdPB = digestibilidad verdadera de proteína bruta
tdEE = digestibilidad verdadera de extracto etéreo
tdFND = digestibilidad verdadera de fibra neutro detergente
7 = valor TDN metabólico fecal
Las ecuaciones para calcular las fracciones de nutrientes verdaderamente digestibles
pueden encontrarse en el capítulo 2, pág 14, de la publicación de la NRC 2001.
Analizando las ecuaciones utilizadas para calcular el valor de TDN a nivel de
mantenimiento y la ED, podemos asegurar que es fundamental conocer con la mayor
exactitud posible el contenido en alimento de los siguientes nutrientes:
FDN, PB, NIDA, NDIN, EE, Lignina y Cenizas.
Los concentrados con proteína de origen animal son tratados con otra ecuación para el
cálculo de TDN, debido a que no contienen carbohidratos no estructurales.
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Corrección = (TND1x – [((0,18 x TDN1x) – 10,3) x ingestión]/TDN1x
Factor de ajuste por procesado de los alimentos (PAF)
Debido a que la disponibilidad del almidón de un alimento puede alterarse por su
procesado físico o químico, se ha desarrollado un factor PAF para tener en cuenta la
diferencia en digestibilidad del almidón y, por tanto, en el valor energético del alimento.
El PAF es un factor empírico basado en dividir la digestibilidad in vivo del almidón por
0,9. El maíz molido, cuya digestibilidad in vivo es de alrededor de un 90%, se utiliza
como estándar de forma que el PAF del maíz molido es 1. Para maíz partido, donde el
almidón es menos digestible, el PAF es 0,95, mientras que para el maíz tratado por
vapor, con mayor digestibilidad que el del maíz molido, el PAF es 1,04. El PAF se
aplica únicamente a la fracción de carbohidratos no fibrosos de la ecuación de cálculo.
Estimación de la ED a consumo Real (mayor al mantenimiento)
Una diferencia importante con la NRC 1989 es que la actual NRC 2001 corrige la
concentración de energía según el consumo. La digestibilidad de las dietas se reduce
cuando aumenta el CMS y por lo tanto el consumo de energía total no puede ser
calculado como [EM/kg MS] x kg MS consumido.
Actualmente las vacas de alta producción comen entre 3 a 4 veces el equivalente a las
necesidades de mantenimiento. La tasa de disminución de la digestibilidad está
relacionada altamente con el nivel de alimentación. Las dietas con alta digestibilidad a
mantenimiento muestran mayor tasa de depresión del CMS que las dietas de baja
digestibilidad. Por lo tanto, cuando consumen dietas de alta energía van perdiendo
eficiencia productiva por unidad de energía consumida. Cuando la dieta contiene 60%
de TDN de manteniendo o menos, la depresión es casi nula. Para una dieta con 75% de
TDN1x el descuento sería de 3 unidades porcentuales.
Debido a que para calcular la concentración de EM y ENL se utiliza el valor de ED, el
TDN se aplica como factor de corrección mediante la siguiente ecuación:
TDN descuento = ((TDN1x – ((0,18 x TDN1x) – 10,3)) x Consumo))/TDN1x
TDN1x = como % de la MS de la dieta entera.
Consumo = Incremento de consumo sobre mantenimiento (3 veces mantenimiento = 2).
Ejemplo: una vaca consumiendo una dieta con 74% de TDN1x a 3 veces el
mantenimiento, la digestibilidad debería ser 0,918 del valor real de mantenimiento.
Estimación de la EM y ENL a consumo real productivo.
Para el cálculo de la EM se aplican ecuaciones a partir de la EDp con alimentos que
contienen mas de 3% de EE:
EMp (Mcal/kg) = (1,01 x (EDp) – 0,45) + 0,0046 x (EE – 3)
ENLp (Mcal/kg) = (0,703 x EMp (Mcal/kg)) – 0,19
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2.- APORTE DE PROTEÍNA POR LOS ALIMENTOS.
Hay varios cambios importantes en la forma de expresar las necesidades proteicas de las
vacas en el NRC 2001. Se utilizan cuatro fracciones proteicas principales. La proteína
metabolizable (PM) se define como la proteína verdadera digerida en el intestino a
aminoácidos y posteriormente absorbida. Las necesidades proteicas de los animales se
expresan en unidades de PM.
Se consideran tres fracciones de proteína del alimento: A, B (PDR) y C. La fracción A
incluye la proteína bruta en forma de nitrógeno no proteico y la proteína verdadera que
se solubiliza inmediatamente en el rumen.
La fracción C es el porcentaje de proteína bruta que es totalmente indegradable (PND).
La fracción B es la diferencia 100 – (A + B) y se considera degradable en el rumen
cuando el tiempo de fermentación es suficientemente largo. La velocidad de
degradación (kd) de la fracción B está influida por la velocidad de paso del alimento a
través del rumen (kp).
La PDR y la PND se consideran variables en función de las constantes kd y kp. Las
ecuaciones para predecir los valores de PDR y PND son:
PDR = Fracción A + Fracción B [kd/(kd+ kp)]
PND = Fracción B [kp/(kd+ kp)] + Fracción C
Las fracciones A, B y C se expresan como % PB. kd = velocidad de degradación de la
fracción B en el rumen, %/hora. kp = velocidad de paso del alimento en el rumen,
%/hora.
Las fracciones A y B de la PDR, considerándose para la fracción “A” una captación por
los microorganismos de 0,8, dependiendo de la disponibilidad de TDNc (energía),
mientras que la “B” es de 1 por su mayor tiempo de exposición a los microorganismos
(lenta degradabilidad). Ambas fracciones, dan origen a la proteína bruta microbiana
(PBM).
La producción de PBM se estima en 130 g/kg TDN corregido (TDNc), siempre y
cuando el suministro de PDR sea mayor a 1,18 x PBM kg/d. Esto asegura que hay
suficiente aporte de PDR en la dieta para la síntesis de proteína microbiana. Cuando el
aporte de PDR es inferior, la producción de PBM disminuye hasta 0,85 x PDR. El
contenido en proteína verdadera de la proteína microbiana se establece en un 80% y su
digestibilidad intestinal en un 80% igualmente; por tanto, el aporte de PM de la proteína
microbiana es un 64% del total de PBM sintetizado.
La fracción de PND “C”, contiene partes no digestibles como el NIDA a las que se le
suma las fracciones indigestibles de la PBM y serán excretadas por heces. La fracción
Digestible y nitrógeno endógeno se sumarán a la PM. La figura muestra de forma
sencilla el origen de PM de distintas fracciones del alimento y de PBM.
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La velocidad de paso de un alimento en el rumen depende la materia seca ingerida.
Cuanto mayor es el CMS, mayor es la velocidad de tránsito. Como consecuencia,
cuando el CMS aumenta, la PDR de un alimento disminuye y la PND aumenta. Por lo
tanto la relación PDR y PND es variable acorde al CMS.
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